（1）与屋面荷载和设备有关。当屋面载荷较大时，网架应选择得较厚，反之可薄些；当网架中心必须穿行通风管道时，网架高度一定要满足此高度；但当跨度较大时，除能穿通风管道外，就决定于相对挠度的要求了。一般来说，跨度大时，网架高跨比可选用小些；

  （2）与平面形状有关，当平面形状为圆形、正方形或接近正方形的矩形时，网架高度可取小些；狭长平面时，单向作用越加明显，网架应选高些；

  空间结构的发展是和人类生活、生产的需要，科学技术水平以及物质条件的发展紧密相连的。

  远古的人类挖洞穴而居，满足了生存空间的需要；中国古代工匠用木材构筑梁柱结构的宫殿或寺庙，跨度达到20～30米；古罗马人用砖石建造穹顶或拱顶，跨度达到40多米；19世纪的工业革命使科学技术飞快进步，生铁材料的出现引起了建筑结构性的变化；20世纪的工业革命推动了建筑科学技术的发展，水泥和钢铁等新型材料的出现，人们学会了建造桁架、拱、钢架之类的平面结构，跨度达到50～70米。

  （1）每个网架结构选择所选截面规格不宜过多，以方便加工与安装，一般小跨度网架以3～5种为宜，大、中跨度网架也不宜超过10种规格。

  在网架结构中，节点起着连接汇交杆件、传递内里的作用，同时也是网架与屋面结构、天棚吊顶、管道设备、悬挂设备、悬挂吊车等连接之处，起着传递载荷的作用。

  网架节点是空间节点，汇集的杆件较多而且；来自不同方向。因此，节点的构造比平面桁架要复杂。一个合理的节点必须受力合理、传力明确简捷、安全可靠。节点构造设计应与计算假定铰接相符，各杆件轴线在节点上应汇交于一点，避免偏心而产生附加力矩，符合杆件按轴心受力设计。支座节点尚应满足计算时的边界条件要求，以免边界条件的改变，使杆件实际内力与计算内力不符，有时危及结构安全。合理的节点还应构造简单、制作简便、易于拼装、用钢量省，以取得较好的经济效益。

  （2）按稳定要求验算杆件长细比 。根据杆件截面积选择规格化的杆件，再由选定的几何参数验算刚度条件是不是满足[1]。

  任何建筑物的屋面都有排水问题。对于采用网架作为屋盖的承重结构，由于面积较大，一般屋面中间其坡高度也比较大，对排水问题更应给予足够的重视。屋面排水坡的形成，有以下几种方式：整个网架起坡；网架变高度；上弦节点上加小立柱找坡。

  本次设计采用上弦节点上加小立柱找坡。因为此种方法比较灵活，改变小立柱的高度即可形成双坡、四坡或其他复杂的多坡排水屋面。小立柱的构造简单，非常适合与空心球节点或螺栓球节点上。对于大跨度网架，当中间屋脊处小立柱较高时，应当验算其自身的稳定性。国内已建成的网架多数采用此种方法[1]。

  （2）杆件宜选用壁厚较薄的截面，以使杆件在截面面积相同的条件下，能获得较大的回转半径；有利于压杆稳定。

  20世纪60年代以来，随着焊接连接技术的日益成熟，高强钢材的出现，电算技术突飞猛进，空间结构中的两类结构体系——网格结构和张力结构得以快速的提升[1]。

  网架结构是由许多杆件从两个方向或几个方向有规律地组成的高次超静定空间结构。它改变了一般平面桁架受力体系，能承受来自各方向的荷载。

  网架结构最大的特点是由于杆件之间相互支撑作用，刚度大、整体性好、抵抗震动的能力强，且能承受由于地基不均匀沉降所带来的不利影响；即使在个别杆件受到损伤的情况下，也能自动调整杆件内力，保持结构的安全。

  网架起拱主要是为了消除人们在视觉或心理上对建成的网架具有下垂的感觉。然而起拱将给网架制作增加麻烦，故一般网架可不起共。当要求起拱时，拱度可取小于或等于网架跨度的1：300。此时，网架杆件内力变化一般不超过（5～10）%，设计时可按不起拱进行计算。

  综合近年来国内外的设计与使用经验，网架结构的容许挠度，用作屋盖时不允许超出网架短向跨度的1：250。为满足网架相对刚度的要求，网架高度可适当提高一些[1]。

  （1）与屋面材料有关；钢筋混凝土板尺寸不宜过大，否则安装有困难，一般不超过3米；当采用有檀体系构造方案时，檀条长度一般不超过6米。

  近年来，随着计算机技术和运筹学的发展，已可借助于电子计算机来优化设计确定网架结构的几何尺寸。在网架形式确定以后，采用优化设计方法选择网架尺寸和网架高度，已达到网架总造价或总用钢量最省。

  网架结构搁置在柱、梁、桁架等下部结构上，由于搁置方法不一样，可分为周边支撑、点支撑、周边支撑与点支撑相结合、三边或两边支撑、单边支撑等情况。

  本次设计选用点支撑。点支撑是指网架的支座支撑在四个或多个支撑柱上，前者称为四点支撑，后者称为多点支撑。点支撑的网架与无梁楼盖受力相似，应尽可能设计成带有一定长度的悬挑网格，这样可使跨中正弯矩和挠度减少，并使整个网架的内力趋于均匀。研究表明，对于单跨多点支撑网架，其悬挑长度宜取中间跨度的1/4～1/3[1]。

  国际上网格结构的应用也有许多杰出的成果。其中日本在开合网格结构领域成果突出。

  设计某一加油站的屋顶结构，其平面尺寸为42×42米。阅读相关文献,选择结构的形式。计算荷载，静荷载有：屋面板自重、网架自重、网格下弦恒载。活荷载有：屋面活荷载、基本风压。考虑荷载组合要求及相关规范,组合3种不利工况。依据相关规范初步选择结构所需的杆件尺寸，网格尺寸，节点数以及跨度。用ANSYS软件进行编程，在考虑结构各根杆件的强度和稳定的前提下,进行杆件截面的优化调整，并最终确定各个杆件的截面形式，计算结构各杆件的内力和位移。计算完后,画出杆件材料表，网架总平面图和杆件布置图。

  网架的选型依据建筑平面形状和跨度大小、网架的支撑方式、荷载大小、屋面构造和材料等，结合实用和经济的原则综合分析确定。本次设计选用正放四角锥网架。这种网架的上下弦杆均与建筑物轴线平行或垂直，而且没有垂直腹杆。网架的每个节点均汇交八根杆件。

  正方四角锥网架受力比较均匀，空间刚度也比其他四角锥网架以及两向网架更大。同时，由于网格相同也使屋面板的规格减少，并便于起拱和屋面排水处理。这种网架在国内外得到了广泛的应用。

  另外，网架结构杆件规格统一，适宜工厂化生产，这就为ຫໍສະໝຸດ Baidu速工程进度提供了有利条件和保证[2]。

  目前在我国建成的网架结构就有数千座，被世人誉为“网架王国”。从1990年在北京举行的十一届亚运会场馆建筑来看，13个场馆中有11个采用了网架和网壳，其中网架占了一半以上。全国各省市区的体育场馆，绝大部分也采用了网架。20008年奥运会的中国国家游泳中心水立方采用了一种全新的杆件布置方式，它是根据Kelvin的“泡沫理论”构成的，即将水在泡沫状态下的微观分子结构放大到建筑结构尺寸，从几何上可以归结为一个14面体结合了14个12面体的多次重复。将这些多面体内部抽空就形成了空间网格，然后按着建筑需要切割出平板网架。这种网架是世界上第一次应用于建筑结构[1]。

  随着人类生活水平的提高，人类从事生产和社会活动对更大跨度的空间提出了需要。能够容纳几万人进行体育、集会、文艺演出、展览的多功能大厅，跨度需做到100～200米；我国为2008年奥运会修建的国家体育场鸟巢和游泳中心水立方，跨度均在200米以上。对大跨度空间的需要，促使学者们深入研究什么样的结构体系既能满足建筑平面、空间和造型的要求，又能有足够大的跨度，并且有更好的经济技术指标。

  网架中常采用材料为Q235钢和Q345钢。这两种钢材都已列入钢结构设计规范，力学及焊接性能好、材质稳定。对于大跨度网架，从减轻屋盖自重、节约钢材出发，宜采用Q345钢。

  杆件的截面型式，常采用的为钢管。圆钢管各项同性、截面封闭、管壁薄、回转半径大，对受压、受扭有利。另外，钢管端部封闭，内部不易腐蚀，表面也难以积灰和积水，具备比较好的防止腐烂的性能。它适用与普遍采用的焊接空心球节点和螺栓球节点[2]。

  焊接空心球节点应用历史长，是目前应用最广泛的一种节点。它是将两块圆钢板经热压或冷压成两个半球后再对焊而成。焊接空心球节点构造简单，受力明确，连接方便，对于圆钢管杆件要求切割面垂直于杆件轴线，杆件会与空心球自然对中而不产生节点偏心。因球体无方向性，可与任意方向的杆件连接[1]。

  网架的杆件布置，不论采取什么形式，主要是用最短的路线，把载荷传到边界上去，特别对于压杆，这一点尤其重要。缩短压杆的传递路线，必然的联系到网架是否经济的问题。

  一旦网架的形式确定，腹杆的布置不会有太多花样。对于四角锥体网架，腹杆的布置形式是固定的。

  在实际工程中斜腹杆与弦杆的夹角往往难以满足45°左右的要求。根据经验夹角宜取35°～50°[2]。

  日本巴组铁工所认为：21世纪是为人类创造舒适、清洁、节能的新型城市的时代，具有现代设备和人工智能的封闭式城市环境，将为人类提供与自然相协调的理想生活环境[1]。

  空间结构是指具有不宜分解为平面结构体系的三维形体，具有三维受力特性，在载荷作用下呈空间工作的结构。

  空间结构可分为三种基本类型：实体结构类，网格结构类，张力结构类。实体结构类包括薄壳结构、折板结构；它们一般是钢筋混凝土实体结构，近年来应用不多。网格结构类包括网架结构、网壳结构；它们一般是由杆件按一定规律组成的网格状高次超静定空间杆系结构。张力结构类包括悬索结构、薄膜结构；它们一般是通过对索或膜施加预张力以后形成结构体系。

  网架结构的适应性大，既适用中小跨度的建筑，也适用于大跨度的房屋，而且从建筑平面形式来说，网架结构也能适应于各种平面形式的建筑：如矩形、圆形、扇形及各种多边形的平面建筑形式。

  网架结构取材方便，一般多采用Q235钢或Q345钢，杆件截面形式多采用钢管或型钢，并能用小规格的杆件截面建造大跨度的建筑。

  根据对矩形周边支撑网架（边长比为1、1.5、2等）以造价为目标函数的优化分析研究，表明网架的最优跨高比与跨度大小无关，而屋面构造与材料的影响较大，表2-1为对七种类型网架来优化研究后的结论，可作为选择网架网格数和跨高比时的参考，对别的形式网架也可参考使用[1]。